기후변화와 기후변화 외적인 요인으로 인해 지하수자원은 고갈되어가고 있다. 지하수자원의 효율적인 관리를 위해 유역 단위의 지하수자원 관리 취약시기 평가 방법을 개발하였다. 유역 단위의 취약시기 평가는 취약 지역 평가와 소유역에 대한 취약시기 평가를 독립적으로 진행하여 각각의 지수를 산정하였다. 취약 지역 평가 지수를 표준화하여 독립적으로 진행한 취약시기 평가 지수에 적용하여 유역 단위의 취약시기 평가 방법을 개발하였으며, 개발한 방법을 낙동강 상류 지역인 봉화군, 안동시, 예천군, 문경시, 상주시에 적용하였다. 그 결과 상주의 8월이 0.278로 가장 취약한 것으로 나타났으며, 안동시는 1년 중 8개월간 5개 지역 중 지하수자원 관리에 취약한 것으로 나타났다. 개발된 방법을 이용하여 지하수자원의 시공간을 고려한 효율적인 관리방안을 모색할 수 있을 것이다.

아시아 지역의 인구증가와 하천주변 및 삼각주 평야 저지대의 인구밀도 집중으로 인해 우기 시 아시아의 많은 지역에서 홍수로 인한 대규모 인명 및 재산 피해가 발생하고 있다. 본 연구에서는 NOAA에서 제공하는 1992년부터 2003년까지의 나이트라이트 위성영상자료를 수집하여 인명 및 재산피해 정보와의 상호 공간분석을 통해 메콩강 유역의 홍수피해에 대한 분석을 실시하였다. 인명 및 재산피해 자료는 EM-DAT에서 제공하는 지 역 공간분포자료를 활용하였으며, 메콩강 주하천 격자로 부터 모든 임의 격자의 떨어진 거리를 계산하여 해당 격자에서의 나이트라이트 강도와 인명 및 재산피해와의 상관분석을 수행하였다. 그 결과, 나이트라이트 강도가 클수록 홍수피해가 큰 것으로 분석되었으며, 특히, 하천으로부터 가까 운 거리에서 나이트라이트 강도가 높게 나타났다. 이는 높은 나이트라이트 강도를 갖는 격자, 즉 인구밀집도가 상대적으로 높은 격자가 메콩강 하 천주변으로 분포되어 있으며, 홍수피해와 양의 상관관계를 갖고 있음을 의미한다. 이와 같이 나이트라이트 위성영상정보는 에너지소비, 재해 등 다양한 공간분석을 통해 사회경제적 영향성 평가를 위한 대리변수로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

In this study, heavy metal levels at the sediment monitoring network site upstream of the Gangjeong-Goryeong weir in the Nakdong River were surveyed from 2012 to 2016. We assessed the sediment pollution level using various pollution indexes based on ICP-MS analysis. The stream sediment pollution assessment standard, established through Regulation No. 687 of the National Institute of Environmental Research (2015), pollution load index (PLI), potential ecological risk index (RI), and mean PEL Quotient (mPELQ) were used to evaluate the sediment pollution level. We verified the representativeness of the monitoring point through the distribution of sedimentation and scour behavior by river bed surveying using anacousticDopplercurrentprofiler.

최근 기후변화 및 유역개발로 인하여 메콩강 유역의 수문환경이 급격히 변화하고 있으며, 메콩강을 공유하는 국가의 수재해 예방 및 지속가능한 수자원개발을 위해서는 메콩강 주요지점에서의 유량 정보의 분석 및 예측이 요구된다. 본 연구에서는 물리적 기반의 수문모형인 SWAT과 데이터기반 딥러닝 알고리즘인 LSTM을 이용하여 메콩강 하류 Kratie 지점의 유출모의를 수행하고, 유출모의 정확도 및 두 가지 방법론의 장 ․ 단점을 비교 ․ 분석한다. SWAT 모형의 구축을 위해 범용 입력자료(지형: HydroSHED, 토지이용: GLCF-MODIS, 토양: FAO-Soil map, 강우: APHRODITE 등)을 이용하였으며 warming-up 및 매개변수 보정 후 2003~2007년 일유량 모의를 수행하였다. LSTM을 이용한 유출모의의 경우, 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 TensorFlow를 활용하여 Kratie 지점기준 메콩강 상류 10개 수위관측소의 두 기간(2000~2002, 2008~2014) 일수위 정보만을 이용하여 심층신경망을 학습하고, SWAT 모형과 마찬가지로 2003~2007년을 대상으로 Kratie 지점에 대한 일수위 모의 후 수위-유량관계곡선식을 이용하여 유출량으로 환산하였다. 두 모형의 모의성능 비교 ․ 검토를 위하여 모의기간에 대해 NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency)을 산정한 결과, SWAT은 0.9, LSTM은 보다 높은 0.99의 정확도를 나타내는 것으로 분석되었다. 메콩강과 같은 대유역의 특정 지점에 대한 수문시계열 자료의 모의를 위해서는 다양한 입력자료를 요구하는 물리적 수문모형 대신 선행시계열자료의 변동성을 기억 ․ 학습하여 이를 예측에 반영하는 LSTM 기법 등 데이터기반의 심층신경망 모형의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

Multifunctional weirs constructed through the Four Major Rivers Restoration Project are operated as management water levels. The purpose of this study was to evaluate the effect of water level in the main stem on the tributary water level according to multifunctional weir operation, because the operation of multifunctional weirs for water level management influences the drainage of tributaries. In this study, water level pressure gauges were installed and spatial and temporal water quality was observed. The LOcally Weighted Scatterplot Smoothing (LOWESS) technique was applied to the Nakdong River and the Baekcheon Junction, both upstream of the Gangjeong-Goryeong weir, in order to analyze water quality trends. When considering the overall analysis and observations, it was found that the water quality forecasting point located at the Baekcheon estuary point should be transferred to the Dosung Bridge, which is located upstream of the Sunwon Bridge.

최근 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) 등 첨단장비를 활용한 유량 및 하상측정, 각종 하천기본계획 수립 시 확보되는 횡단측정 자료, 식생 및 서식처 등 하천환경과 생태자료, 드론 등을 활용한 영상자료 등 방대한 하천 정보가 확보되고 있으며, 다기능보 등 다양한 하천구조물 및 친수구역이 증가하는 등 이전과 비교하여 괄목할만한 수준으로 정보의 양이 증가하고 있다. 이에 따라 다양한 하천정보를 체계적으로 저장, 관리, 공유하기 위하여 표준화 된 데이터 모델의 수립이 필요하다. 하천 정보의 경우 하천 시설물, 하천 단면측량 자료, 하천 시계열 측정 자료 등이 특정 하천을 중심으로 관리되는 반면, 기존 데이터 모델 연구에서는 특정 주제도에 기반하여 하천 정보가 레이어 형식으로 제공되어 상호 연계되지 않아 하천 정보의 효율적 관리측면에서 적합하지 않았다. 또한 신규 정보를 추가 시 기존 데이터 모델의 과다한 수정이 필요하고, 기존의 데이터 모델의 경우 표준화되지 않아 활용성이 매우 낮고, 유역중심으로 구성되어 특정 조건에 해당되는 하천 정보 검색이 어려운 단점이 존재하였다. 본 연구에서는 기존의 주제도 및 레이어 형식으로 구성되어 있던 데이터 모델 형식에서 벗어나 하천흐름선을 기준으로 데이터모델을 구축하는 방안을 제시하였으며, 하천흐름선과 하천 시설물, 단면 측량 자료, 계측 자료를 순차적으로 수용하고, 최근 신규로 생성되고 있는 다차원 하천 정보의 추가 시 기존 데이터 모델의 형식을 수정하지 않고 유연하게 대응할 수 있는 관계형 데이터 모델을 구상하였다. 또한, 하천과 유역의 논리적 저장방안 고려하여 한 개의 하천을 다수의 세그먼트로 구분하여 코드(Reach Code)를 부여하는 방안을 제시하였으며, 구상한 데이터모델을 통하여 국가하천과 지방하천 등 유역의 다양성을 포함하는 한강권역의 섬강유역을 시범하천으로 구축하였다.

The river levees along the state owned rivers or local rivers are a major infrastructure of the nation, and it is necessary to be able to quickly and accurately evaluate the safety of each structure in case of a disaster such as flood or earthquake, so as to enable preemptive disaster response. In this study, a “real-time safety assessment method of river levees” was developed to understand the safety of river levee in real time and cope with disaster situations preemptively and effectively, and its applicability was examined. The real-time safety evaluation method of the river embankment developed in this study is based on two systems; ① real-time monitoring system by instruments and ② safety evaluation DB system of river embankment based on fragility curves using numerical analysis results. In order to validate its applicability, the safety of Munsan levee located in the upstream area of Kangjeong-Goryeong Weir was evaluated by applying the proposed method.

There are weaknesses of water-pipe buried at river because of difficulty like to invisible exposure by scour. These weaknesses cause flotation, deformation and damage of pipeline. Therefore, this paper presents the survey instrument applying GNSS that KISTEC has recently introduced. Also, we has verified reliability by discovering exposed water-pipe on field

본 연구에서는 금강유역(9,645.5 km²)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 기후변화 시나리오에 따른 미래 기간(2020s: 2010~2039, 2050s: 2040~2069 ,2080s: 2070~2099 )의 지하수위 변화를 평가하였다. 이를 위해 SWAT 모형의 검․ 보정은 11년(2005~2015)동안의 유역내 2개 댐지점(대청댐, 용담댐)의 일별 유입량 및 저수량, 5개 관정지점(JSJS, OCCS, BEMR, CASS, BYBY)의 일단위 지하수위 관측자료, 3년 5개월(2012년 8월~2015년 12월) 동안의 3개 보지점(세종보, 공주보, 백제보)의 일별 유입량 및 저수량 자료를 이용하였다. 2개 댐의 유입량 및 저수량 검보정 결과, Nash-Sutcliffe 모델효율(NSE)은 각각 0.57~0.67, 0.87~0.94, 결정계수(R2)는 각각 0.69~0.73, 0.63~0.73의 범위를 보였으며, 3개 보의 유입량 및 저수량의 NSE는 각각 0.68~0.70, 0.94~0.99, R2는 각각 0.83~0.86, 0.48~0.61로 검보정 되었다. 5개 지점의 지하수위에 대한 R2는 0.53~0.61이었다. 유역 전체의 미래 기온은 기준년도(1976~2005)대비 2080s RCP 8.5 시나리오에서 최고 4.3°C 상승하고 강수량은 6.9% 증가하였으며, 미래 지하수위는 5개 지하수위 관측지점 중 금강 상류 3개 지점(JSJS, OCCS, BEMR)에서 각각 –13.0 cm, -5.0 cm, -9.0 cm 감소하였고, 금강 하류 2개 지점(CASS, BYBY)에서는 각각 +3.0 cm, +1.0 증가하였다. 미래 지하수위는 유역 내 강수량의 계절별 공간적 편차에 따른 지하수 충전량의 차이에 기인한 것으로 판단된다.

The purpose of this study is to investigate the early life history of the Rhodeus fish, Rhodeus uyekii and R. ocellatus, in the Nakdong River to use as the preliminary data for the systematic study. The embryos used in the study were fertilized eggs (embryo) and larvae after artificial fertilization. The long diameter of the eggs of the R. uyekii was 3.39-3.97 mm (average 3.68±0.41 mm, n=30) and the short diameter was 1.36-1.55 mm (average 1.45±0.13 mm, n=30). The long diameter of the eggs of the R. ocellatus was 2.53-2.71 mm (average 2.62±0.12 mm, n=30) and the short diameter was 1.47-1.60 mm (average 1.53±0.09 mm, n=30). Hatching time was 48 hours for the R. uyekii and 50 hours for the R. ocellatus given that the average water temperature was 21.5℃. The hatched larvae were 4.95-5.00 mm (average 4.98±0.04 mm, n=5) for the R. uyekii and the total length was 3.66-3.69 mm (average 3.67±0.02 mm, n=5) for the R. ocellatus. R. uyekii was found to be 15.5-15.8 mm at total length (average 15.6±0.21 mm, n=5) on the 56 days after hatching with the number of dorsal fins being ⅲ-9, anal fins ⅲ-10, ventral fins ⅲ-5. The R. ocellatus was found to be 15.8-16.0 mm (average 15.9±0.14 mm, n=5) at total length on the 58 days with the number of dorsal fins being ⅲ-11, anal fins ⅲ-12 and ventral fins ⅲ-5 where the number of all fin stalks reached maximum.

시계열 데이터를 활용하는 모형은 신뢰할 수 있는 자료를 확보한 경우에는 모형 구축이 용이하고 예측 선행 시간 확보를 위해 신속한 모의가 가능한 장점 때문에 규모가 작은 하천의 홍수예측 모형으로 고려할 수 있다. 이 중 Transfer Function Noise (TFN) 모형은 이탈리아, 영국 등 해외에서는 1970년대부터 시간단위 자료를 이용한 하천유량 예측에 적용되었으나, 우리나라에서는 주로 일 단위 혹은 월 단위의 하천유량 모의에 적용되었다. 국내 수문 자료의 품질 향상으로 그동안 축적된 수문자료를 통해 시간단위 자료를 이용한 홍수예측 모형의 구축 기반이 갖추어졌다. 본 연구의 목적은 소규모 하천을 대상으로 외생변수의 반영이 가능하고 동적시스템과 오차항을 결합하여 예측 오차를 줄이는데 용이한 TFN 모형을 구축하고 그 적용성을 검토하는 것이다. 이를 위해 1시간 단위 자료를 이용하여 TFN 모형을 구축하였으며 구축된 모형을 이용한 홍수 예측 결과를 홍수예보 실무에 활용 중인 저류함수모형의 홍수 예측 결과와 비교하였다. 비교 결과 홍수사상에 따라 TFN 모형과 저류함수 모형이 각각 더 나은 결과를 보이는 사상이 있었으며, 실무에서 TFN 모형을 홍수예측 모형으로 활용할 수 있을 것으로 판단하였다.

As part of the Four Major Rivers Restoration Project, multifunctional weirs have been constructed in the rivers and operated for river-level management. As the weirs play a role in draining water from tributaries, the aim of this study was to determine the influence of the weirs on the water level of the Nam River, which is one of the Nakdong River’s tributaries. Self-organizing maps (SOMs) and a locally weighted scatterplot smoothing (LOWESS) technique were applied to analyze the patterns and trends of water level and quality of the Nakdong River, considering the operation of the Changnyeong-Haman weir, which is located where the Nam River flows into the Nakdong River. The software program HEC-RAS was used to find the boundary points where the water is well drained. Per the study results at the monitoring points ranging between the junction of the two rivers and 17.5 km upstream toward the Nam River, the multifunctional weir influenced the water level at the Geoyrong and Daesan observation stations on the Nam River and the water quality based on automatic monitoring at the Chilseo station on the Nakdong River was affected strongly by the Nakdong River and partly by the Nam River.

This study was carried out in the Bukhan River in the summer of 2014 and 2015, to identify the relationship between geosmin and the morphological changes in Anabaena. Identification of Anabaena was conducted using morphological and molecular analyses. Anabaena in this study was similar to Anabaena circinalis, A. crass, and A. spiroides with regard to regular coils, vegetative cell, akinete shape, and size, hoever, it was distinguishabl from A. crass and A. spiroides because of its larger trichome coil size. Additionally, the sequences of phycocyanin (PC) gene from Anabaena showed a 99% genetic similarity with A. circinalis NIES-1647 strain. The coil diameter of trichome ranged from 106 to 899 μm, and the diameter and abundance showed an insignificant positive correlation (r=0.544, p<0.05). The result of relationship between the coil diameter and the cell number per 360-degree rotation was kept at 33.8±5.2 cells per 100 μm diameter despite variable diameter. The average geosmin concentrations in 2014 and 2015 were investigated to be 99 ng/L and 35 ng/L, respectively. A. circinalis cell density contributed considerably to the change in geosmin and was positively correlated with geosmin concentration (2014; r=0.599, p<0.01, 2015; r=0.559, p<0.01). Our results suggest that geosmin and coil diameter could be estimated with the help of cell density.

본 연구에서는 소양강댐 유역의 수문기상인자들의 시공간적 변동성을 명확히 파악하기 위하여 지표해석모형을 구축하였다. 지표해석 모형으로 는 Variable Infiltration Capacity (VIC) 모형을 사용하였으며, 모형의 공간 해상도는 10 km, 시간 해상도는 1일로 정하였다. 2007~2010년 기 간의 일유량자료를 바탕으로 Isolated Particle Swarm Optimization 알고리즘을 사용하여 모형의 7개 매개변수를 보정하였고, 2011~2014년 기간의 일유량자료를 사용하여 모형을 검증하였다. 보정된 모형은 보정기간과 검증기간 모두에 대하여 0.90의 Nash-Sutcliffe Coefficient값과 0.95의 상관계수를 보였다. 소양강댐유역에 대하여 산출된 인자들은 여름철에 강우가 집중되어있는 우리나라의 계절적인 특성과 기온변화로 인한 장 ․ 단파 복사량의 변화와, 지표면 온도의 변화, 이로 인해 피복층에서의 증발과 식생 증산의 변화가 고려되어 총 증발산이 변화하는 경향이 잘 반영된 것으로 나타났다. 산출된 수문인자를 검증하기 위하여 지상관측토양수분자료와 비교하였다. 겨울철을 제외한 4~11월의 비교결과 두 자료의 추세선의 기울기는 1.087로 나타났고, 상관계수는 0.723의 값을 나타냈다. 이러한 본 연구의 결과는 지표해석모형이 우리나라 주요 댐 유역의 수문기상인자의 시공간적인 변화를 정확히 파악하는데 활용될 수 있으며, 나아가서는 더욱 정밀하고 효율적인 수자원계획을 수립하는 데에도 활 용될 수 있다는 점을 시사한다.

TOPSIS (Techniques for Order Performance by Similarity to Ideal Solution)를 이용하여 낙동강 유역의 21개 시 ․ 군을 대상으로 지하수위 관리 취약성을 평가하였다. 낙동강 유역 21개 시 ․ 군을 대상으로 자연, 인문, 사회적 자료를 수집하여 10개의 지표를 선정하였다. 선정된 지표를 스케일 재조정법을 이용하여 표준화 하고, 전문가 집단의 설문을 반영하여 각 지표에 가중치를 부여하였다. 가중치 산정 설문 결과 연평균 지하수 위 지표가 0.157으로 가장 큰 가중치를 받았으며, 연평균 강수량 지표가 0.154, 연도별 지하수함양량 지표가 0.152로 얻어졌다. 가장 적은 가중치를 얻은 지표는 인구 밀도로 0.043 의 가중치를 얻었다. 최종적으로 지하수위 관리 취약성 평가 결과, 상주가 연평균 강수량, 연평균 지하수 함양 량, 연평균 지하수 이용량 지표에서 높은 순위의 취약성을 보여 낙동강 유역 21개 시 ․ 군 단위 행정구역 중 가장 취약한 것으로 결과가 나타났다. 그 뒤로 예천군, 함안군의 순으로 취약성이 높게 나타났다. 향후 한국의 5대강 유역 지하수위 관리 취약성 평가는 전국 지하수위 관리 정책 수립에 필수적이라고 판단된다.

In this study, we calculated the fixed-type Areal Reduction Factor (ARF) of the Hancheon River basin in Jeju Island, and compared the calculated ARF and the ARF of the four major river basins suggested by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport. As a result, the maximum fluctuation ratios of ARF for the four major river basins calculated using area, frequency, and initial duration time were significant: 7.61% for the Hangang River basin; 12.69% for the Nakdonggang River basin; 8.09% for the Kumgang River basin; and 17.98% for the Yeongsangang River basin. In addition, the differences between the maximum and minimum value of ARF for the Hancheon River basin based on 48 hours was 2.13%, and it was smaller than the one for the four major river basins: 8.92% for the Hangang River basin; 11.41% for the Nakdonggang River basin; 8.87% for the Kumgang River basin; and 17.17% for the Yeongsangang River basin. The Yeongsangang River basin had the highest difference.

This study aimed to identify the aquatic and riparian factors associated with the presence/absence of the Eurasian otter in the Nakdong river basin, where the species is relatively more abundant than other otter species. Environmental factors and presence records were collected. Geographical Information System technology and chi-square test were used to compare environmental gradients in aquatic and riparian factors between presence and absence sites. Aquatic habitat attributes were evaluated with natural riverside sandbars and channel crossing artificial structures, the ratio of channel width to alluvial plain width, riverbed substrate, and flow diversity. Riverbank characteristics, bank materials, man-made embankment types, and land use/land cover of inland and riverside areas were selected as riparian habitat attributes. Compared to the aquatic attributes, riparian attributes were highly significant when assessing otter presence and absence sites, suggesting that conservation of suitable riparian areas to provide maternity and resting areas for otter species is essential in the Nakdong river basin. None of the aquatic attributes examined were statistically significant when evaluating otter presence or absence. These results indicate that the presence of suitable riparian area for resting and reproduction habitats is more critical to the presence of Eurasian otter than food availability in aquatic areas. To inform implementation of effective conservation action

At riverbank filtration sites, groundwater levels of alluvial aquifers near rivers are sensitive to variation in river discharge and pumping quantities. In this study, the groundwater level fluctuation, pumping quantity, and streamflow rate at the site of a riverbank filtration plant, which produces drinking water, in the lower Nakdong River basin, South Korea were interrelated. The relationship between drawdown ratio and river discharge was very strong with a correlation coefficient of 0.96, showing a greater drawdown ratio in the wet season than in the dry season. Autocorrelation and cross-correlation were carried out to characterize groundwater level fluctuation. Autoregressive model analysis of groundwater water level fluctuation led to efficient estimation and prediction of pumping for riverbank filtration in relation to river discharge rates, using simple inputs of river discharge and pumping data, without the need for numerical models that require data regarding several aquifer properties and hydrologic parameters.

본 연구에서는 조석의 영향을 주기적으로 받는 임진강 하류부의 계획홍수위를 보다 합리적으로 산정하는 방안을 검토해 보았다. 우선 감조하천의 특성을 감안할 수 있는 부정류모의를 수행하여 홍수위의 변동을 살펴보았고, 수위 계산에 민감한 매개변수인 조도계수를 해당지역의 특성에 맞게 현실화하여 홍수위 변화를 분석하였다. 그 결과를 2011년 임진강하천기본계획보고서에서 고시한 임진강 하구 계획홍수위와 비교하고, 감조구간에서 홍수위 산정시 유의해야 할 점들을 정리하였다. 참고로 2011년에 고시된 계획홍수위는 대규모 하상 준설 단면을 입력자료로 하여 부등류모의를 통해 산정된 바 있다. 본 연구의 결과, 임진강 하구의 경우 홍수위 산정에 있어서 조도계수를 한강하구와 동일한 값으로 할당하고, 하구 조위를 감안할 수 있는 부정류 모의를 수행하면 하상 준설을 하지 않더라도 홍수위가 제방 여유고를 만족함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 낙동강에서 보운영에 의한 유사이송능력에 영향을 주는 수리학적 특성변화를 분석하고, 낙동강 주요 4개 지점(낙동, 구미, 왜관, 진동)의 유량-유사량 실측값을 분석하여, 각 지점별 지수형 유량-유사량 관계식을 유도하였다. 모든 지점에서 유사이송능은 감소할 것으로 예측되 었으며 실제로 4대강 사업 이후인 2013년도 실측결과 사업 이전에 비해 유사이송 능력이 확연히 감소된 것을 확인하였다. GUIDE 프로그램에서 제공하는 9개 범용 유사이송능 산정기법의 적용성을 검토하여 4개 지점별로 적용 가능한 기법을 선정, 제시하였다. 주요 9개 지류를 포함한 낙동강 전 구간에 대한 유사수지분석 결과 전체적으로 퇴적이 우세한 것으로 나타났다. 유사이송능 산정기법으로는 Engelund-Hansen 공식이 가장 작은 오차를 보였으며 이는 4개 지점별 유사이송능 산정기법 적용성 검토 결과와도 일치한다. 한편 유사수지분석이 내포하는 오차가 낙동강 9개 지류로 부터 유입되는 유사량 오차보다 더 작게 나타나 낙동강의 경우 지류의 유입유사량 산정기법에 대한 정밀도 향상이 시급한 과제임을 확인하였다.